KVANT

Portland cement bruges i vid udstrækning i bygningsindustrien. Cementers egenskaber er stærkt afhængige af detaljer i deres sammensætning og reaktion med vand. I denne artikel beskrives, hvordan neutronspredning er blevet brugt til at belyse nogle problemer af stor teknisk relevans for et produkt, der produceres og benyttes i praksis. Undersøgelserne viser, hvorledes man, ved at kombinere neutron- og røntgen diffraktion og anvende substitution af brint med deuterium, kan bestemme atomernes positioner i dette komplicerede materiale.

Hovedpunkter af lavtemperaturfysikkens historie gennemgås, med særlig vægt på den første begyndelse og på de eksperimentelle sider.

En gas af atomer, der køles ned til næsten det absolutte nulpunkt opnår helt specielle kvanteegenskaber afhængig af atomernes spin (angulære moment). Atomer med heltalligt spin, såkaldte bosoner, vil ved meget lave temperaturer, typisk nogle få hundrede nanokelvin, smelte sammen til en ny tilstandsform man kalder et Bose-Einstein-Kondensat (BEC). I denne tilstandsform træder atomernes bølgenatur i karakter og giver forskere helt nye værktøjer til studier af kvantefænomener relateret til mange forskellige grene af fysikken.

Kan man forestille sig et fast stof, der er så flygtigt, at det ikke findes i selv de koldeste interstellare, tætte skyer? Et stof, der kun kan eksistere i vakuum ved nogle få grader kelvin, og som alligevel skydes ind i de varmeste eksperimenter i fusionsenergi, og et stof, der kan bringe store accelerator eksperimenter i katastrofale vanskeligheder?

Det tidlige univers bestod, indtil omkring en milliontedel sekund efter Big Bang, af en blanding af de partikler vi i dag anser for fundamentale: kvarkerne, og leptonerne og de kraftformidlende partikler, gluoner, fotoner, W- og Z-bosoner og gravitoner (disse sidste er dog endnu ikke påvist eksperimentelt). Omkring dette tidspunkt var Universets tæthed og temperatur faldet så meget, at de letteste kvarker kunne bindes i baryonerne tre ad gangen, og derved danne f.eks. protoner og neutroner. Siden det første mikrosekund har kvarkerne været gemt væk i kernepartiklerne.

Pitch Drop eksperimentet ved University of Queensland er noget helt særligt. Der er næsten lige så meget action som hvis man sætter sig til at se på en nymalet væg, der tørrer, og alligevel er eksperimentet svært fascinerende.

Legestuen er en studenterforening, der indadtil fungerer som forum for fysikstuderende og udadtil som formidlere af fysik. Vi vil her fortælle om nogle af Legestuens mest spektakulære forsøg til fysikshows.

Ved Large Hadron Collider på CERN er en måned om året afsat til et tungionsprogram, hvor man kolliderer store atomkerner. Målet for dette program er, at studere kvark-gluon plasma (forkortet 'QGP' efter ''Quark Gluon Plasma''), en makroskopisk ny tilstand for kvarker med stærke kollektive egenskaber. I det tidlige univers, få mikrosekunder efter Big Bang, indtraf en faseovergang, hvor kvarkerne gik fra at udgøre et QGP til at blive indespærret i protoner og neutroner (se KVANT nr. 4, 2010). Det er denne oprindelige QGP-fase vi genskaber i laboratoriet og som har vist sig at have mange overraskende egenskaber, bl.a. at den opfører sig som den mest perfekte væske vi kender til.

Energiproduktion fra fusion i et kraftværk vil potentielt give en energikilde, som er ren, bæredygtig og sikker. Det er imidlertid endnu ikke lykkedes at producere mere energi fra fusion, end hvad systemet har skullet have tilført for at opretholde fusionsprocessen. En af de essentielle parametre for realisering af fusion som energikilde er en bedre forståelse af transportprocesserne på kanten af fusionsplasmaet, herunder plasmaets interaktion med elektrisk neutrale atomer og molekyler.

Saltsmeltereaktoren er en radikalt anderledes type kernekraftreaktor, der blev opfundet og udviklet ved Oak Ridge National Laboratory i 1960'erne. Saltsmeltereaktorer har fået øget opmærksomhed det sidste årti, blandt andet grundet muligheden for effektiv thoriumbaseret brændselsavling, samt øget sikkerhed sammenlignet med traditionelle reaktordesigns og langt billigere konstruktion og operation. Saltsmeltereaktorer har sit brændsel som kemisk stabile salte, der cirkuleres rundt i reaktoren ved rødglødende temperaturer, godt over saltenes smeltepunkt. Udover effektiv strømgeneration åbner disse temperaturer op for en bred vifte af implementeringer. Denne artikel forsøger at give et indblik i, hvorfor thorium i saltsmeltereaktorer er en attraktiv teknologi for udnyttelse af fissionsenergi.